复杂体系的计算机模拟

论文摘要

1.我们使用了动态密度泛函理论对三杂臂星型共聚物以及线性均聚物的共混体系进行了研究。模拟结果表明,有可能仅仅通过线性均聚物的添加就使同一个三杂臂星型共聚物自组装体系的微相结构由一个规整形态变为完全不同的另一个规整形态。这为我们设计并制造不同形态的纳米材料指出了一条新路。2.我们通过在三杂臂星型共聚物体系中添加线性均聚物的方法尝试对其平衡状态下微相结构的相区尺径进行控制,发现相对而言分散相区的尺径对组分变化敏感,而分散相区间隔的变化则相对较弱;另外添加量超过一定比例时情况也会变的更加复杂。3.我们构建了大肠杆菌热休克反应的Petri网络模型,并应用化学反应动力学随机算法进行了模拟计算,观察其动力学过程,通过观测体系中平衡态下分子数目与反应速率常数间关系,总结了反应对体系平衡的影响规律,并由观测到的现象,对调控因子α的自身表达的调控机制作出推测:调控因子α的调控机制有可能是受网络控制的。4.我们使用复制品交换多正则方法在三维非格子模型中模拟了蛋白质链的折叠过程,最终得到了它的天然结构。进一步通过对其各热力学参数的研究,我们讨论了该蛋白质链的折叠行为,认为这是一个遵循成核-凝聚-生长模型（Nuclear-Condensation-GrowthModel）的折叠过程:由最稳定的结构先形成折叠的核,再由这些先形成的核催化蛋白质分子的进一步折叠;并发现这应该是一个存在折叠中间体的两步折叠过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 计算机模拟在高分子科学领域的应用
• 1.2.1 高分子动态密度泛函理论
• 1.2.1.1 高分子密度泛函理论
• 1.2.1.2 高分子密度泛函理论动力学
• 1.2.1.3 参数化及数值计算
• 1.2.2 Monte Carlo模拟
• 1.2.2.1 Monte Carlo方法的基本思想及统计理论基础
• 1.2.2.2 高分子化学反应动力学的Monte Carlo算法
• 1.2.2.3 高分子物理中的链松弛算法
• 1.2.2.4 高分子链的抽样方法
• 1.3 嵌段高分子自组装
• 1.4 系统生物学
• 1.4.1 系统生物学的基本工作流程
• 1.4.2 热休克反应
• 1.5 蛋白质链折叠
• 1.5.1 高分子的相变
• 1.5.2 蛋白质折叠（protein folding）
• 1.5.3 蛋白质折叠的机制的理论模型
• 1.6 本论文的选题依据
• 1.6.1.DDFT对三杂臂星形共聚物与线性均聚物共混体系的研究
• 1.6.2.系统生物学的思想的简单应用
• 1.6.3.复制品交换—多正则方法研究蛋白质折叠
• 参考文献
• 第二章 动态密度泛函理论对聚合物共混体系相结构的研究
• 2.1 引言
• 2.2 杂臂星型高分子与线性高分子共混体系动态密度泛函理论
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 单纯三杂臂星型共聚物体系的相结构
• 2.3.2 三杂臂星型共聚物与线性均聚物共混体系相结构的改变
• 2.3.3 三杂臂星型共聚物与线性均聚物共混体系相区尺径的调节
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 基因调控网络的模拟与分析
• 3.1 引言
• 3.2 构建大肠杆菌的热休克反应的Petri网络模型
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 复制品交换-多正则方法对蛋白质折叠的研究
• 4.1 引言
• 4.2 模型与算法
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果